Skupenství

Z Multimediaexpo.cz

Přejít na: navigace, hledání

Skupenství neboli stav je konkrétní forma látky, charakterizovaná především uspořádáním částic v látce a projevující se typickými vlastnostmi.

Pro označení skupenství se také používá pojem fáze, který je však obecnější než skupenství, neboť látka může za různých teplot a tlaků existovat v jednom skupenství, ale v různých fázích, lišících se např. krystalovou stavbou.

Čistá látka může v rovnovážném stavu za dané teploty a tlaku existovat buď v jedné, ve dvou, nebo nejvýše ve třech fázích současně. To je graficky popisováno fázovým diagramem, někdy nazývaným též stavový diagram. Na osu x se obvykle vynáší teplota a na osu y tlak. Jednotlivé oblasti roviny grafu odpovídají existenci jediné fáze, hraniční křivky mezi oblastmi odpovídají koexistenci dvou fází a v bodech, v nichž se setkávají tři křivky (tzv. trojný bod), mohou existovat současně tři fáze.

Nejčastěji rozlišujeme tři skupenství pevné, kapalné a plynné, která jsou běžná v našem okolí. Jako čtvrté skupenství bývá často označováno plazma.

Skupenství látky úzce souvisí s vnitřní energií. Změny vnitřní energie mohou vést ke změně skupenství látky.

Obsah

Výčet skupenství

Přechody mezi skupenstvími

Pevná látka – kapalina

Přechodu od pevné látky ke kapalině se říká tání. Opačný jev se nazývá tuhnutí. Aby těleso přešlo z pevné fáze do kapalné, musíme mu dodat skupenské teplo tání . Na mikroskopické úrovni se to rovná dodání energie částici, která bude větší než energie vazby, která částici v pevné látce drží.

Není potřeba, aby pevné těleso mělo nějakou konkrétní teplotu, aby se některé částice z něj uvolňovaly do kapalné fáze. V případě ale, že teplota dosáhne bodu tání, přechod do kapalné fáze nastane spontánně v celém jeho objemu.

Kapalina – plyn

Přechodu od kapaliny k plynu se říká vypařování. Opačný jev se nazývá zkapalnění. Aby těleso přešlo z kapalné fáze do plynné, musíme mu dodat skupenské teplo varu. Na mikroskopické úrovni se to rovná dodání energie částici, která bude větší než energie vazby, která částici v kapalině drží.

Není potřeba, aby kapalné těleso mělo nějakou konkrétní teplotu, aby se některé částice z něj uvolňovaly do plynné fáze. V případě ale, že teplota dosáhne bodu varu, přechod do plynné fáze nastane spontánně v celém jeho objemu. Tehdy mluvíme o varu.

Pevná látka – plyn

Pokud částici na mikroskopické úrovni dodáme tolik energie, že se přetrhne nejen vazba, která ji držela na pevném místě, ale také vazba, která by ji udržela v kapalině, částice se uvolní jako plyn. V některých vhodných případech lze tento přechod pozorovat i na makroskopické úrovni a říká se mu sublimace. Opačný jev se nazývá desublimace. Někdy se můžeme setkat s pojmem sublimace pro oba směry.

Přechod k plazmatu

Zde není rozhodující, zda první skupenství je plynné, kapalné nebo pevné. Látka se změní kvalitativně v úplně novém směru - uvolní část nebo všechny své elektrony z atomových obalů. Rozhodující přitom není, jak silná ionizace proběhne, ale zda tato ionizace bude mít vliv na kolektivní chování látky. I velmi slabě ionizovaná látka může být plazmatem (například ionosféra), ale na druhou stranu třeba plamen ohně se za plazma obvykle nepovažuje.

Ekvivalentem skupenského tepla zde může být energie potřebná k ionizaci.

Přechod ke kvark gluonovému plazmatu

Tento přechod byl zatím pozorován jen ve velmi speciálních případech. Dodnes není zcela jasné, jaké všechny děje při přechodu z normálního stavu hmoty (ve smyslu existence nukleonů) do stavu kvark gluonového plazmatu probíhají. Mnoho odpovědí nám přinese urychlovač LHC (Large Hadron Collider) v CERNu s právě (rok 2008) dokončenou soustavou detektorů pro projekt ALICE (A Large Ion Collider Experiment).

Související články

Osobní nástroje
Jmenné prostory
Varianty
Akce
Hlavní funkce
Navigace
Nástroje
Příspěvky a dary
Další informace